汽轮机压缩机知识汇编.docxVIP

蒸汽透平、压缩机透平的工作原理透平是一种实现蒸汽二次能量转换的机械，它的作用是把蒸汽的热能转化为旋转的机械能，带动压缩机或其它机械运转。透平的工作原理：具有一定压力和温度的蒸汽，在特殊形状的喷嘴中，把蒸汽的热能转化为动能（速度提高），获得很高速度的蒸汽，作用在转子的叶片上，蒸汽的动能转化为旋转的机械能。离心式压缩机的工作原理透平的转子通过联轴节带动压缩机的转子和叶轮高速旋转，气体进入叶轮槽道，在高速旋转下获得能量，表现为速度提高，气体被叶轮甩出以后，在扩压器中降低速度，压力升高，经回流通道导入下级叶轮继续升压。每一级后气体的压力增加，温度升高，体积缩小，气体被压缩升高的热量在段间冷却器被冷却水移去，分离掉气体的液滴后，进入下级压缩，直到最终获得工艺需要的压力。为什么在一个缸内背靠背设计两级？①为了使轴封处于较低的进口压力下易于密封。②互相抵消轴向推力，降低推力轴承的负荷。高压缸为什么要增速？为了使高压缸叶轮对气体产生更大的能量，就要求叶轮有更高的圆周速度，因此叶轮必须很大，由于气体在高压下体积很小，叶轮的槽道尺寸很小，气体在叶轮槽道内的摩擦损失就很大，为解决这个问题，就把叶轮的直径减小，转速提高，所以高压缸单独进行增速。何谓压缩比？压缩比高低有何影响？压缩机各段出口压力（绝）与进口压力（绝）之比叫压缩比。压缩比的大小受经济性和材料许可的制约，压缩比过小，要增加段数才能达到同样高的压力；压缩比过大，气体温度就会高过，因此压缩比不能过小也不能过大。多级压缩有何优缺点？如果要得到一个较高的压力，一般都是采用多级压缩。由于下列原因，每一段的压缩比不能太高：①排气温度与压缩比的（K-1）/K次方成正比。。压缩比愈大，排气温度愈高。高温下润滑油会分解、氧化、结碳，从而使运转部件损坏，甚至在有氧存在的情况下引起燃烧爆炸。②受冷却条件限制，压缩比升高而产生的大量热量不能及时移走，使多级压缩向绝热压缩靠近，动力消耗增加。③终点压力增加，相应的零部件尺寸和材质都应相应增大和提高，制造困难，使造价大大增加，所以，单级压缩的压缩比一般不超过8。采用多级压缩后设置中间冷却器，使排气温度降到常温再进入下一级。这样，整个压缩过程沿着Bbcdefgh线曲折进行，接近等温压缩曲线Bi，如图所示。而且每级冷却后，水分和油得到分离，气体纯度提高。压缩机的各段还可以合理布置，使设备结构紧凑，受力均匀。但是段数也不能过多，否则制造复杂，且阻力损失和零部件磨损也都相应增加。什么叫喘振？发生喘振时的现象有哪些？离心式压缩机叶轮的角度是根据一定的气体流量设计的，如果在工作时，发生流量或气体分子量偏离设计值的情况时，机组将发生不正常现象。这时由于气体的冲击角度的改变而产生扰动，使叶轮瞬间打不出量，并由此影响到临近的叶轮，这时出口的高压气体将倒回叶轮而发生强烈的冲击。由于气体的倒回，暂时改善了叶轮的工作条件，叶轮恢复正常又把气体打出，但如果进入气量没有改变，这种状况将会持续下去。由于气体的倒灌和交变的冲击，使机组产生了可怕的吼叫和强烈的振动，由于交变负荷的冲击，机组的转速将发生大幅度波动，进口压力变化非常大。何谓喘振曲线和防喘振曲线？由于离心式压缩机在每一个转速下的特性曲线均有一峰值，而这一点即为喘振点。将转速曲线上所有的喘振点连接起来，即可得到喘振曲线，如图。当压缩机在某一给定速度曲线最高值的左边运转时，将发生喘振。因此，千万要防止压缩机在图示的喘振区内运行。而这是通过防喘振控制系统来实现的。在某一转速下，压缩机的实际流量与该转速下的喘振流量之比叫做防喘振裕度。裕度太大，则功率消增加，经济性差；而裕度太小，则离喘振点太近，安全性差。一般防喘振裕度控制在110~125%左右，在决定裕度大小时，还应把调节仪表的误差和滞后因素考虑进去。喘振曲线通常是呈抛物线形，而考虑了防喘振裕度后，就可以在其右边画出一条与喘振曲线相近的一条抛物线，这就是保护曲线或防喘振曲线。保护曲线没有必要与喘振曲线完全相似或由喘振曲线平移获得，而只要能保证压缩机在正常运转范围内有合适的裕度即可，这就使得防喘振控制系统仪表的配置和选用变得较为方便简单并且具有灵活性。压缩机喘振的原因是什么？离心式压缩机运行中发生喘振的基本原因是通过压缩机入口流量过小，已低于或等于压缩机在该工况下的喘振流量，机组运行工况已进入压缩机设计性能曲线的喘振区，导致通过压缩机的流量过小和喘振的原因有：（1）压缩机防喘振系统失灵或整定值不正确。（2）压缩机出口气体阻塞或出口单向阀失灵，造成气体倒流。（2.1）工艺系统超压，大于机组转速相对应的最高压力。（2.2）压缩机超负荷下骤然停机，系统压力来不及放空。（2.3）蒸汽系统或透平失调，机组转速突然下降。（2.4）工艺系统突然减负荷，压缩机来不及调节造成出口憋压。（3）压缩机入口流量不足或压力过